Что нужно знать об ESS (Energy Store System)

Домашняя система хранения энергии, также известная как бытовая система хранения энергии или просто домашняя аккумуляторная система, - это технология, позволяющая домовладельцам накапливать электроэнергию, полученную из возобновляемых источников энергии или в периоды низкого спроса на электричество, и использовать ее в случае необходимости. Эти системы предназначены для обеспечения различных преимуществ для домовладельцев, включая повышение энергетической независимости, снижение счетов за электричество и резервное питание во время перебоев.

Как работает типичная домашняя система хранения энергии:

• Устройство для хранения энергии: Основным компонентом домашней системы накопления энергии является устройство накопления энергии, которое часто представляет собой аккумуляторную батарею. Эти батареи могут быть литий-ионными, литий-полимерными или другими химическими элементами, предназначенными для бытового применения. Размер и емкость батареи зависят от потребностей и целей домовладельца в энергии.
• Интеграция возобновляемых источников энергии: Многие домовладельцы устанавливают на крышах солнечные панели, чтобы генерировать электроэнергию из солнечного света. В периоды недостатка солнечного света избыточная энергия, вырабатываемая солнечными панелями, может накапливаться в домашней системе хранения энергии, а не отправляться обратно в сеть. Эта энергия может быть использована ночью или в пасмурные дни, когда солнечная генерация ограничена.
• Подключение к сети: Домашние системы хранения энергии обычно подключаются к электрической сети. Это подключение служит двум основным целям: Во-первых, оно позволяет системе получать электроэнергию из сети в непиковые часы, когда цены на нее ниже, и накапливать ее для использования в периоды пикового спроса или при отключении сети. Во-вторых, оно позволяет домовладельцам продавать излишки энергии обратно в сеть, когда выработка возобновляемой энергии превышает их непосредственные потребности, что может принести им кредит или компенсацию от коммунальной компании (нетто-учет).
• Система управления энергопотреблением: Домашняя система хранения энергии оснащена системой управления энергопотреблением, которая контролирует, когда система заряжается, разряжается или взаимодействует с сетью. Эта система обычно автоматизирована и может быть запрограммирована на приоритетное выполнение различных функций в зависимости от предпочтений пользователя и тарифов на коммунальные услуги.
• Резервное питание: Одним из значительных преимуществ домашних систем хранения энергии является их способность обеспечивать резервное питание во время перебоев в электросети. При отключении электроэнергии система может автоматически переключиться на питание от аккумулятора, обеспечивая работу необходимых приборов и систем в доме.
• Экономия энергии: Домовладельцы могут оптимизировать использование электроэнергии и сократить свои счета за электричество, используя накопленную энергию в периоды пикового спроса, когда тарифы на электричество выше. Со временем это может привести к значительной экономии средств.
• Экологические преимущества: Используя накопленную возобновляемую энергию и снижая зависимость от ископаемого топлива, домашние системы хранения энергии способствуют снижению углеродного следа и помогают бороться с изменением климата.
• Энергетическая независимость: Владельцы домов с системами хранения энергии получают определенную энергетическую независимость. Они меньше зависят от внешних источников электроэнергии и лучше контролируют свое энергопотребление.
• Удаленный мониторинг и управление: Многие домашние системы хранения энергии могут контролироваться и управляться дистанционно с помощью приложений для смартфонов или веб-интерфейсов, что позволяет домовладельцам отслеживать потребление энергии и производительность системы.

Домашние системы хранения энергии становятся все более популярными по мере того, как растет внедрение возобновляемых источников энергии, а электрические сети сталкиваются с проблемами, связанными с надежностью и мощностью. Эти системы позволяют домовладельцам максимально эффективно использовать инвестиции в возобновляемые источники энергии и снизить воздействие на окружающую среду, а также получить больший контроль над энергопотреблением и расходами.

Системы накопления энергии (ESS) бывают разных типов, каждый из которых имеет свои технологии и характеристики. Эти системы предназначены для хранения энергии для последующего использования и играют важнейшую роль в балансировании спроса и предложения электроэнергии, повышении стабильности энергосистемы и интеграции возобновляемых источников энергии в энергосистему.

Различные типы систем хранения энергии:

• Батареи:
  • Литий-ионные аккумуляторы: Это самый распространенный тип батарей, используемых в самых разных областях, от портативной электроники до электромобилей (EV) и накопителей энергии в сетях.
  • Свинцово-кислотные аккумуляторы: Обычно используется в источниках бесперебойного питания (ИБП), системах резервного питания и некоторых установках возобновляемой энергетики.
  • Проточные батареи: Эти батареи хранят энергию в жидких электролитах и могут быть масштабированы для применения в крупных сетях. К ним относятся ванадиевые редокс-батареи и цинк-бромные проточные батареи.
  • Натрий-серные батареи: Высокотемпературные батареи для использования в системах хранения энергии и интеграции возобновляемых источников.
• Насосные гидроаккумуляторы:
  • Насосное гидроаккумулирование - это зрелая технология, которая предполагает перекачивание воды из нижнего резервуара в верхний при избытке электроэнергии, а затем ее сброс для выработки электроэнергии в периоды высокого спроса. Она высокоэффективна и широко используется для хранения энергии в сетях.
• Хранение тепловой энергии:
  • Чувствительный теплоаккумулятор: Тепловая энергия накапливается при нагревании или охлаждении твердого или жидкого материала, например расплавленных солей или горных пород, которые при необходимости могут выделять тепло для производства электроэнергии.
  • Накопление скрытого тепла: Энергия накапливается или высвобождается при фазовых изменениях, таких как плавление или замораживание материала (например, льда, парафина).
• Накопители энергии на сжатом воздухе (CAES):
  • Сжатый воздух хранится в подземных кавернах или контейнерах, а затем выбрасывается для выработки электроэнергии, приводя в движение турбину. Некоторые системы CAES используют накопители тепловой энергии для повышения эффективности.
• Накопители энергии на маховиках:
  • Маховики накапливают энергию, вращая ротор с высокой скоростью. Когда энергия необходима, кинетическая энергия ротора преобразуется обратно в электричество. Маховики обеспечивают быстрое время отклика и используются в приложениях, требующих быстрой разрядки энергии.
• Водородные накопители энергии:
  • Водород можно получать электролизом или другими методами при избытке электроэнергии, а затем хранить его для последующего использования. Топливные элементы могут преобразовывать водород в электричество, когда это необходимо.
• Сверхпроводящие магнитные накопители энергии (SMES):
  • Системы SMES накапливают энергию в магнитном поле сверхпроводящей катушки. Они известны своей высокой эффективностью и быстрым временем отклика, но при этом относительно дороги.
• Ультраконденсаторы (суперконденсаторы):
  • Ультраконденсаторы накапливают энергию электростатическим способом, обеспечивая быструю разрядку и высокую плотность мощности. Они часто используются в сочетании с батареями для обеспечения коротких импульсов энергии.
• Химические накопители энергии:
  • Химические системы хранения энергии предполагают преобразование электрической энергии в химическую, например, в водород или синтетическое топливо, которые можно хранить и затем снова преобразовывать в электричество с помощью сжигания или топливных элементов.
• Гравитационное хранение энергии:
  • В этой новой технологии используются тяжелые массы, например, большие блоки или гири, которые поднимаются для накопления потенциальной энергии, а затем опускаются для ее высвобождения, вырабатывая электричество.

Различные системы лучше подходят для разных сфер применения - от небольших бытовых накопителей до накопителей энергии для энергосистем и резервного питания критически важных объектов инфраструктуры. Кроме того, развитие технологий хранения энергии продолжает расширять возможности интеграции возобновляемых источников энергии, повышения стабильности энергосистем и энергоэффективности.